ブースター (蒸気機関車)

ブースターとは

ブースターは、蒸気機関車における動力補助装置で、通常は従輪または炭水車の前部に取り付けられた2シリンダーの小型蒸気機関です。これにより、機関士はアイドルギアを操作することでブースターを起動し、牽引力を強化することができます。通常、ブースターは1軸のみを駆動し、ギアが1つの状態では逆転動作ができませんが、2つのギアを用いることで逆転が可能になります。

ブースターの目的

蒸気機関車の動力は基本的にピストンからロッドを介して動輪へ伝達され、他の車輪には動力が供給されません。これにより、動力を持たない従輪は本来使えるはずの機関車の重量を無駄にしてしまうのです。ブースターは、この低速時に必要な動力を補佐する目的で設計されています。特に、重い列車の出発時や困難な条件でスピードを維持するために有効です。ブースターは、15マイル毎時（約24 km/h）以下の速度で作動を開始し、10-30マイル毎時の範囲で300馬力（224 kW）の出力を発揮します。速度が30マイル毎時に達すると、自動的に作動が停止します。

標準的な蒸気機関車の欠点

ブースターは、標準的な蒸気機関車が抱えるいくつかの欠点を解消するために導入されました。第一に、すべての車輪に動力が伝わるわけではなく、動力のある車輪にかかる重量とレールとの摩擦係数に依存しています。動力のない従輪は、可用機関車重量を無駄にしてしまうことがあるため、ブースターは特に低速での大きな牽引力を意図しています。

第二に、蒸気機関車のピストンはいずれも車輪に直接接続されており、ギア比は固定されています。このため、高速と低速の牽引能力の間で妥協せざるを得ず、低速ではボイラーの出力を最大限に利用できないという問題があります。ブースターは、こうした潜在能力を引き出すことで、機関車の効率を向上させます。

ブースターの保守と課題

ブースターはその仕組みに柔軟な給排気パイプやギアなどが含まれるため、維持管理には一定のコストがかかります。このため、ブースターを装備することが特に有効であるのは、条件が整った場合に限られてきます。

使用例

ブースターは主に北アメリカで用いられました。この地域では、いくつかの鉄道会社がブースターを導入しましたが、全体的にはそれほど一般的ではありませんでした。例えば、ニューヨーク・セントラル鉄道はブースターを多くのハドソン型蒸気機関車に装備しましたが、ペンシルバニア鉄道はその逆でした。カナダ太平洋鉄道では、1881年から1949年までに導入された蒸気機関車のうち、わずか55両にブースターが搭載されていました。

オーストラリアのビクトリア鉄道では、1927年に運転されたNクラスがブースターを試験し、その成功を受けて後のXクラスにも装備されるようになりました。ニュージーランド鉄道や日本でもブースターの使用計画がありましたが、最終的には多くのプランが実現しなかったのが実情です。

結論

ブースターは蒸気機関車の低速性能を向上させるための巧妙な装置ですが、その導入にはさまざまなコストや複雑さが伴います。蒸気機関車の設計を進化させる試みの一環として、ブースターの存在は歴史的な意義を持っています。

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